圣大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員在室溫下制造了一種量子諧振子——一種可以控制量子粒子位置和能量的結(jié)構(gòu)，未來(lái)可用于開(kāi)發(fā)包括 OLED 和微型激光器在內(nèi)的新技術(shù)安德魯斯。

這項(xiàng)研究是與新加坡南洋理工大學(xué)的科學(xué)家合作進(jìn)行的，最近發(fā)表在《自然通訊》上，它使用有機(jī)半導(dǎo)體來(lái)產(chǎn)生極化子，即使在室溫下也能顯示出量子態(tài)。

極化子是光和物質(zhì)的量子混合物，它是通過(guò)將半導(dǎo)體材料中的激發(fā)與光子(形成光的基本粒子)結(jié)合而制成的。為了制造極化激元，研究人員將光捕獲在一層薄薄的有機(jī)半導(dǎo)體(用于 OLED 智能手機(jī)顯示屏的發(fā)光材料)中，該薄層比一根頭發(fā)絲薄 100 倍，夾在兩個(gè)高反射鏡之間。

極化子，就像空氣中的水分一樣，可以凝結(jié)并形成一種液體。研究人員將這種量子液體集中在激光束模式中以控制其特性。這使得流體以一系列類似于小提琴弦振動(dòng)的諧波頻率振蕩。這些量化振動(dòng)狀態(tài)的形狀與“量子諧振子”的形狀相匹配。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一、圣安德魯斯大學(xué)物理與天文學(xué)院的 Hamid Ohadi 博士說(shuō)：“這是我們?cè)诹孔游锢碚n程中與學(xué)生一起研究的教科書(shū)問(wèn)題，即量子諧振子。我們?cè)?jīng)認(rèn)為需要復(fù)雜的冷卻方法才能看到這些振蕩器。我們發(fā)現(xiàn)這種基本物理現(xiàn)象在室溫下也可以看到。”

他的同事 Graham Turnbull 教授補(bǔ)充說(shuō)：“通過(guò)研究這種量子振蕩器，我們正在學(xué)習(xí)如何控制極化子的位置和運(yùn)動(dòng)。未來(lái)，我們希望利用這些知識(shí)開(kāi)發(fā)用于環(huán)境傳感的新量子技術(shù)或新型 OLED和微型激光器。”

Ifor Samuel 教授也是圣安德魯斯項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的一員，他說(shuō)：“這項(xiàng)研究最引人注目的方面之一是我們?cè)谝粋€(gè)地方激發(fā)了樣本，但在另一個(gè)地方看到了(極化子)激射，這表明量子混合物或者光和物質(zhì)可以傳播宏觀距離。這不僅對(duì)激光有用，對(duì)太陽(yáng)能電池也有用。”

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